振动测试在汽车零部件耐久性能评估的关键作用及优势_检测资讯

振动测试在汽车零部件耐久性能评估的关键作用及优势

嘉峪检测网 2023-11-13 17:36

汽车作为现代社会不可或缺的交通工具，其零部件的可靠性直接关系到驾驶安全和车辆性能。为了确保汽车零部件在各种极端条件下仍然能够正常运行，振动测试成为汽车工业中不可或缺的一环。

振动试验台能够模拟车辆在受到路面激励情况下的动态响应，在实验室中做一连串可控制的振劢模拟，测试汽车零部件在生命周期中，是否能承受运输、装配和使用过程中的振劢环境影响，进而及早将发现一些电气短路、紧固件松动、密封件失效和裂纹等问题。因此振动试验台测试方法自问世以来就在汽车领域得到了广泛的应用。

1、振动台的组成及工作原理

振动台的工作原理：通电导体在磁场中受到电磁力的作用而运动。当电磁式振动台磁路中的电感线圈通过交流电流信号时产生激振力，磁路中产生振动运动。类似于动圈式扬声器。

电动振动试验系统属于典型的闭环反馈控制系统，其反馈量由参与控制的传感器采样得到。如下图所示，其包括电动振动台、功率放大器、振动控制器、冷却装置及测量仪器(如加速度传感器)等组成。

振动控制器根据控制谱的要求，将小功率的驱动电信号均衡后发送给功率放大器，功率放大器将其放大后提供给振动台的驱动线圈，依此来推动振动台动圈运动，加速度传感器将采集到的振动信号传输给振动控制仪，控制器对电信号进行实时修正，然后再发送给功率放大器。冷却装置对振动台进行强制冷却(风冷、水冷)，确保振动台中的热量及时排出。

2、振动试验分类——按振动产生规律

正弦振动（或称简谐振动）：能用正弦（或余弦）函数描述其运动规律的周期性振动，振动的幅值和相位是随时间变化，并可以预测。

随机振动：不能用简单的函数（如正弦函数、余弦函数等）或其简单组合来表达其运动规律，而只能用统计方法来研究的非周期性振动。振动的瞬时幅值事先不能精确地判断、但可以用随机过程来描述。

二者的区别在于：正弦振动在整个测试中，每一时刻的频率、加速度、振幅都是确定的；随机振动在整个测试中，每一时刻的频率、加速度、振幅都是随机的。

正弦振动曲线

随机振动曲线

曲线中，横坐标是频率，纵坐标是PSD，一般简称为频谱曲线。

加速度谱密度（ASD）：(m/s^2)^2/Hz；功率谱密度（PSD）:g^2/Hz

3、振动试验前参数确认

频率、频率范围：通常标准中规定按照产品的使用环境直接给出试验的频率和频率范围。这里尤其关注低频情况，有时候车辆主要的基频可能低至1.5~4Hz，一般振动设备，在1.5Hz，其加速度波形失真明显，达不到控制信号的要求。

振幅及其选择：振幅有位移幅值和加速度幅值两种，在实际试验时，有的试验仅给出位移幅值，有的试验同时给出位移幅值和加速度幅值。对产品的影响而言，低频主要是位移破坏，高频主要是加速度破坏。

试验持续时间及其选择：如何具体地选择试验的持续时间，通常是根据振动对产品的破坏机理来确定的。

4、汽车零部件振动主要测试项目：

带温湿度振动、机械冲击、正弦振动、随机振动、机械冲击、温湿度复合振动、机械混合振动等

5、振动台选用方法

正弦/随机激振力：40kN；

最大负载：500kg；

最大加速度：1000m/s^2 ;

最大位移(p-p) : 100mm；

最大連度：2. 4m/s；

频率范围：1Hz~2600Hz。

6、常用振动试验标准

GJB150.16A	军用装备实验室环境试验方法第16部分：振动试验
GB/T 2423.10	电工电子产品环境试验第2部分：试验方法式验Fc:振动(正弦)
IEC 60068-2-6	电工电子产品环境试验第2部分：试验方法式验Fc:振动(正弦)
EN 60068-2-6	电工电子产品环境试验第2部分：试验方法式验Fc:振动(正弦)
GB/T 2423.56	电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh:宽带随机振动(数字控制)和导则
IEC 60068-2-64	电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh:宽带随机振动(数字控制)和导则
EN 60068-2-64	电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh:宽带随机振动(数字控制)和导则
GB/T 2423.58	电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fi：振动混合模式
IEC60068-2-80	电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fi：振动混合模式
ANSI C136.31	美国国家标准用于道路和区域照明设备-灯具振动
GB/T 4857.7	包装运输包装件基本试验第7部分：正弦定频振动试验方法
ISO 2247	包装.满装的运输包装和单元货物.固定低频率振动试验
GB/T 4857.10	包装运输包装件基本试验第10部分：正弦变频振动试验方法
ISO 8318	包装.满装的运输包装和单元货物.采用可变频的正弦振动试验
GB/T 4857.23	包装运输包装件基本试验第23部分：随机振动试验方法
ISO 13355	完整包装填充运输包装和单元负荷垂直随机振动试验
GB/T 28046.3	道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷
ISO 16750-3	道路车辆电气及电子设备的环境条和试验第3部分：机械负荷

来源：国高材分析测试中心

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